我们都知道,在古代,煤炭是家家户户必备的物品。如果冬天老百姓家里没有煤,就很难熬过漫长的冬天。即使在现代,我国煤炭消耗的能源比重也非常高,尤其是在城镇的发展中。煤炭是不可再生资源,按理说我们应该珍惜。
可是在我国的“上江江南”宁夏有一座山脉,叫做贺兰山,的矿产资源非常丰富,地下矿区是40多平方公里,一层以上,总量约15亿吨。就是这么一座宝山,煤层却自燃了300年,每年的损失就高达10亿!那我们为什么要让它这样燃烧呢?
贺兰山煤层自燃
贺兰山煤炭
1561年、1709年、1739年先后发生7级以上地震。有很多保护动物的国家,也盛产煤炭。贺兰山最有名的无烟煤就产在如积沟矿区。无烟煤具有“低灰分、低硫、高热量”的特点,素有“泰西五金”之称。
煤的分类与应用
煤的用途非常广泛。是冶金化工的原料,也用于燃烧、低温干馏、加氢液化等。其中无烟煤可用于制气或直接用作燃料、烟煤用于炼焦、配煤、气化等行业;工业、动力锅炉等。在内蒙古、宁夏等地分布着许多大中型煤矿,如贺兰山煤炭产业基地。这里还有很多稀有金属资源,铬、镁、铁、磷等资源十分丰富。还有特产:宁夏石(矿)。
贺兰山煤层
煤炭燃烧300年不死为什么煤炭会燃烧
煤炭之所以这么容易燃烧,是因为它的性质非常易燃。这么方便的同时,也隐藏着一个很大的隐患。在开采过程中,因为原本藏在地下的煤炭与空气隔绝了,但是随着人们的开采过程和一些地质运动,煤层可以接触到空气,煤加氧气会发生氧化反应。被氧化的煤一旦达到合适的温度点就会自燃,因为它一直处于地质温度高、温度高的地方。。因此,煤炭在开采过程中容易发生自燃是一个非常客观的现象。无论在什么地方开采,都非常容易遇到煤炭自燃。
煤层自燃
据记载,古代人在冬天开采时,由于矿井温度低,人们会点煤取暖。但是人走后,的火还没有被扑灭,引发了火灾。煤层暴露的越多,开采的时间越长,就越会引起煤的自燃。
50年代,贺兰山煤炭资源被发现、开采。大大小小的煤矿像春雨过后的雨后春笋般散落在群山之中。许多人通过挖满碗的煤赚了很多钱。多年来,人们对贺兰山的开采从未停止过,尤其是近几十年来,开采技术的革新,使原本燃烧的煤炭小范围自燃蔓延至完好地区。并且由于过去环保意识不强,很多牟取暴利的公司过度开采山上,加大了山的落差,破坏了煤层的封闭性加快了煤层与空气的接触,也加剧了煤层的自燃过程。时至今日,自燃面积已占茹吉沟矿区的12%,并且还在以每年10米的速度向周边地区蔓延。
自燃区域蔓延速度非常快
煤是怎么燃烧的
煤的自燃也分为几个时间段。第一个:酝酿期,即煤自燃前为自燃创造条件的时间段。在此期间,裸露的煤炭会与氧气充分反应,释放热量。
第二阶段是供暖期。发生反应后,不会立即自燃,需要等待释放的热量积蓄足够,等待温度达到60-80摄氏度之间,会加速氧化,达到红热阶段。最后是燃烧期。当温度上升到300-700摄氏度时,根据不同煤种的自燃点,温度达到热点后,会依次燃烧。
其他地区的情况
土库曼斯坦有一个旅游胜地,叫做地狱之门,这是一个已经燃烧了50多年的大坑。说起来,这个坑的来历和贺兰山差不多。原因是人们调查发现地下蕴藏着丰富的天然气,所以打算开采。然而,钻机开动没多久,地面开始塌陷。虽然没有人员伤亡,但的机器全部掉进了70米宽20米深的大坑。
《地狱之门》
原来这里的地质是多孔岩,没有支撑力,人不能在地上工作。但是当人们把这个大坑挖出来的时候,却发现这个坑里还在不断地释放出天然气。
众所周知,当空气中的天然气达到一定程度,遇到一点明火就会爆炸。因此,为了安全起见,专家建议主动点燃天然气,以免以后发生爆炸。
但出乎所有人意料的是,这个洞里原本以为很快就会燃烧殆尽的天然气,竟然不间断地燃烧了50年。从远处看,这个无底洞里全是明亮的火,就像地狱之门。几十年的燃烧,给土库曼斯坦带来了更好的旅游业,但持续的燃烧消耗了近百亿人民币的天然气,污染了周围的空气。
烧钱!
燃煤的危害
煤层燃烧时,除了燃烧大量的煤炭资源外,还会产生一氧化碳、二氧化硫等有害气体,而贺兰山就是排放这些有害气体高达12900吨,山区附近的PM2.5值比较高,给附近的动植物,包括人带来了很大的危害。
住在附近的人患上呼吸系统疾病和肠胃癌的概率比其他地方高很多。再者,煤层燃烧后,土壤会失去养分松散,导致水土流失严重,沙尘暴肆虐,植被表面被深厚的灰尘覆盖。山体的软化也会导致山体容易塌陷和山体滑坡,非常危险。
山体滑坡危害人民群众生命财产安全
如何灭火?
贺兰山大火可以说是百害而无一利,必须想办法扑灭。那为什么过了300年我们还没有实现呢?首先,我们都知道水能灭火。但是,煤燃烧时,与水接触后产生的化学反应是C+H2O==高温CO+H2,碳加水可以得到氢气和一氧化碳,这两种物质在高温下会分解燃烧发生,增加燃烧面积。
所以,用水灭炭火是不明智的,除非动用一个大坝的水量,那更不可能。
那么,如果房子着火了,消防员的隔离氧气和助燃剂方法是第一位的吗?我们知道,贺兰山地势十分复杂,山高谷深,有着20亿年的地质演化历史,让贺兰山从一片汪洋大海变成了奇峰异岭,矿产资源丰富。
雄伟的贺兰山
而且煤层分布范围广,面积大。凭借300年的不间断烘烤,即使人们找到了的进风孔和排气孔,但地面的柔软已经把整个区域变成了空气可以进入的空间来去自如。此外,多年的开采,不仅造成大量煤层裸露,而且使山上钻出的大大小小的空洞越来越多。增加了储存空气的空间,助长了煤层的燃烧。
此外,过多的天然气也是促进煤层燃烧加剧的帮凶。本来,当地出产的太西煤质量非常好。其中的天然气含量高,活性也高,煤层燃烧后很难自然熄灭。而且,由于天然气在山林中无处不在,即使一个地方的大火勉强熄灭,另一个地方也会因为易燃的环境条件而被点燃,更何况天然气还在不断加剧火势。区,所以这火不容易扑灭。
太西煤
目前比较可行的方法是:注浆和先剥离后填充。灌浆,第一步是调整灌浆,将一定比例的泥浆和不燃材料混合到地下燃烧区,让煤层间的空气减少并稍微冷却,然后用土壤,隔离空气与煤层接触,并尝试灭火。不过由于地形过于复杂,泥土下入地下后的不可控性让人摸不着头脑,等了半天也不知道里面是什么情况浪费时间和泥土。
“剥”先剥后填的“剥”,就是先解决地上有火苗的地方,再往地下走。但是,考虑到窃取的情况,不严防死守会破坏治理效果,所以无论采用哪种方式都很难采取行动。
控制煤层自燃任重而道远
一直烧下去会怎样?
没有办法,只能任由贺兰山继续燃烧。50年代,勘探队在贺兰山进行煤炭资源普查时得知,这里的矿区面积40平方公里,煤炭储量约15亿吨。而且在垂直方向上有九层煤,其中太西煤(因如冀沟地处太原西部)品质尤为出众,被誉为天下煤之一。的“三低六高”王。
但是,由于燃烧,如集沟矿区曾有5.8亿吨太西煤,现在只剩下2.7亿吨储量,剩下的只用22年就烧完了。每年燃烧115万吨泰西煤炭,价值可达约10亿元。加上其他煤种,白白烧掉的煤已达数亿吨。根据研究人员的判断,再过50年,如集沟矿区的其他煤炭将全部燃烧完。
泰西煤炭
结语
国家在贺兰山的治理上投入了大量的精力和资金。今天,在政府和人民的努力下,已经扑灭了25个火区的5个。在这场保卫战中,我们要更加坚定信心,多植树造林,坚决打击非法开采!
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